Question

4．近年來燃煤脫硫技術(shù)受到各界科研人員的重視，某脫硫技術(shù)涉及如下反應(yīng)：
Ⅰ．CaSO₄（s）+CO（g）?CaO（s）+SO₂（g）+CO₂（g）△H₁=+218.4kJ•mol^-1
Ⅱ．CaO（s）+3CO（g）+SO₂（g）?CaS（s）+3CO₂（g）△H₂=-394.0kJ•mol^-1
（1）若用K₁、K₂分別表示反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的化學(xué)平衡常數(shù)，則反應(yīng)$\frac{1}{2}$CaSO₄（s）+2CO（g）?$\frac{1}{2}$CaS（s）+2CO₂（g）的平衡常數(shù)K=$\sqrt{（{K}_{1}×{K}_{2}）}$（用含K₁、K₂的式子表示）．
（2）某科研小組研究在其他條件不變的情況下，改變起始一氧化碳物質(zhì)的量對反應(yīng)Ⅱ的影響，實驗結(jié)果如圖1所示（圖中T表示溫度）．

①比較在a、b、c三點所處的平衡狀態(tài)中，反應(yīng)物SO₂的轉(zhuǎn)化率最高的是c．
②圖象中T₂高于（填“高于”、“低于”、“等于”或“無法確定”）T₁，判斷的理由是該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，CO₂體積分?jǐn)?shù)降低，故T₂高于T₁．
（3）反應(yīng)3X+Y?2Z在2min達到平衡后的t₁～t₆內(nèi)反應(yīng)速率與反應(yīng)時間圖象如圖2，在每一時刻均改變一個影響反應(yīng)速率的因素，則B
A．在t₁時增大了壓強
B．在t₃時加入了催化劑
C．在t₄時降低了溫度
D．t₂～t₃時A的轉(zhuǎn)化率最高．

Answer 1

分析 （1）由Ⅰ．CaSO₄（s）+CO（g）?CaO（s）+SO₂（g）+CO₂（g）、
Ⅱ．CaO（s）+3CO（g）+SO₂（g）?CaS（s）+3CO₂（g）
可知，（I+Ⅱ）×$\frac{1}{2}$得到$\frac{1}{2}$CaSO₄（s）+2CO（g）?$\frac{1}{2}$CaS（s）+2CO₂（g）；
（2）對反應(yīng)CaO（s）+3CO（g）+SO₂（g）?CaS（s）+3CO₂（g）△H＜0，
①溫度相同時，CO越多，SO₂的轉(zhuǎn)化率越高；
②相同CO時，升高溫度，平衡逆向移動，CO₂的體積分?jǐn)?shù)越��；
（3）由t₁～t₆內(nèi)反應(yīng)速率與反應(yīng)時間圖象可知，t₁時逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，平衡逆向移動；t₃時平衡不移動；t₄時逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，平衡逆向移動，以此來解答．

解答 解：（1）由Ⅰ．CaSO₄（s）+CO（g）?CaO（s）+SO₂（g）+CO₂（g）、
Ⅱ．CaO（s）+3CO（g）+SO₂（g）?CaS（s）+3CO₂（g）
可知，（I+Ⅱ）×$\frac{1}{2}$得到$\frac{1}{2}$CaSO₄（s）+2CO（g）?$\frac{1}{2}$CaS（s）+2CO₂（g），則反應(yīng)$\frac{1}{2}$CaSO₄（s）+2CO（g）?$\frac{1}{2}$CaS（s）+2CO₂（g）的平衡常數(shù)K=$\sqrt{（{K}_{1}×{K}_{2}）}$，
故答案為：$\sqrt{（{K}_{1}×{K}_{2}）}$；
（2）對反應(yīng)CaO（s）+3CO（g）+SO₂（g）?CaS（s）+3CO₂（g）△H＜0，
①溫度相同時，CO越多，SO₂的轉(zhuǎn)化率越高，則a、b、c三點所處的平衡狀態(tài)中，反應(yīng)物SO₂的轉(zhuǎn)化率最高的是c，故答案為：c；
②該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，相同CO時，升高溫度，平衡逆向移動，CO₂的體積分?jǐn)?shù)減小，則T₂高于T₁，
故答案為：高于；該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動，CO₂體積分?jǐn)?shù)降低，故T₂高于T₁；
（3）由t₁～t₆內(nèi)反應(yīng)速率與反應(yīng)時間圖象可知，t₁時逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，平衡逆向移動；t₃時平衡不移動；t₄時逆反應(yīng)速率大于正反應(yīng)速率，平衡逆向移動，A．在t₁時若增大了壓強，平衡正向移動，正反應(yīng)速率大于逆反應(yīng)速率，故A不選；
B．在t₃時加入了催化劑，正逆反應(yīng)速率均增大，平衡不移動，故B選；
C．反應(yīng)的焓變未知，在t₄時不一定降低了溫度，故C不選；
D．由上述分析可知，平衡一直逆向移動，則t₀～t₁時A的轉(zhuǎn)化率最高，故D不選；
故答案為：B．

點評 本題考查化學(xué)平衡的計算，為高頻考點，把握K與反應(yīng)的關(guān)系、平衡移動、圖象分析等為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，注意圖象與平衡移動原理的結(jié)合，題目難度不大．